CN113767233A - 凸轮装置、部件的制造装置、轴承的制造装置、以及部件的制造方法、机械的制造方法、凸轮装置的小型化方法 - Google Patents
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Abstract
凸轮装置具备凸轮、凸轮辊、旋转驱动装置、直动引导装置以及作用部。凸轮的凸轮轮廓具有:在周向一端,凸轮轴因凸轮辊而不能向反方向旋转的旋转端;从该旋转端至周向另一端,凸轮辊能够抵接,且从该旋转端附近至凸轮面的周向另一端由单一的CV曲线构成的凸轮面;以及形成在旋转端与凸轮面的周向另一端之间,且与凸轮辊非接触的不连续部。
Description
技术领域
本发明涉及凸轮装置、部件的制造装置、轴承的制造装置、以及部件的制造方法、机械的制造方法、凸轮装置的小型化方法。
背景技术
在作为广泛且普遍的现有技术的通常的板凸轮、圆筒凸轮中,在板凸轮、圆筒凸轮的圆周面、或圆筒的端面上,根据所要求的动作形成提升区域以及停留区域,通过该凸轮向一个方向的旋转,使凸轮辊根据提升区域、以及停留区域的形状而进行直动动作。
即,板凸轮、圆筒凸轮的凸轮面成为由进行凸轮辊的行进工序、返回工序、以及停止工序的提升区域以及停留区域的组合构成的连续的闭合轨道。图9是在轴承的制造装置100中使用的凸轮装置101的一例。在这种制造装置100中,需要对较小的加工物同时且联动地进行多个复杂的操作,因此,使用分别对应的多个凸轮板103以及多个摇臂104等,利用一个驱动马达105经由主轴106驱动多个作用部102。
在专利文献1的多个凸轮装置中,将主凸轮和比主凸轮更快地旋转的辅助凸轮重叠配置,利用辅助凸轮进行主凸轮的突然变化的工序,由此减小凸轮的压力角,实现顺畅的运动。在专利文献2的静止位置保持式凸轮中,记载了由具有从旋转轴的中心起的位移在旋转角的某个范围内成为固定的部分的外形构成,且在该范围内,使通过凸轮得到的位移自保持。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开昭50-69470号公报
专利文献2:日本实开昭59-75959号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而,在图9所示的以往的轴承的制造装置100中,在以相同的主轴106的旋转速度提高输出侧的速度的情况下,减小提升区域的分配角,或者在要求更大的行程的情况下,增大提升行程,无论在哪一种情况下,由于压力角的制约,都需要更大的直径。结果,相对于想要集中配置在狭窄范围内的多个作用部102,难以将凸轮板103集中在作用部102附近,且通过使用摇臂104等机构,使得凸轮装置101整体大型化。
在专利文献1中,使主凸轮和辅助凸轮旋转的驱动机构变得复杂,存在难以使凸轮装置整体小型化、简化的问题。另外,在专利文献2中,也具备停留区域,进一步要求将凸轮小型化。
本发明是鉴于上述课题而完成的,其目的在于提供一种能够使凸轮小型化并且使机构的动作轮廓可变的凸轮装置、以及能够使用该凸轮装置使装置整体小型化的部件的制造装置、轴承的制造装置、以及部件的制造方法、机械的制造方法、凸轮装置的小型化方法。
用于解决课题的手段
本发明的上述目的通过下述的结构来实现。
(1)一种凸轮装置,具备:
凸轮,其绕凸轮轴向正方向及反方向进行旋转运动并与该凸轮轴一体地安装;
凸轮辊,其通过该凸轮绕凸轮轴的旋转运动来进行直动运动;
旋转驱动装置,其对上述凸轮轴进行正旋转、反旋转、旋转停止以及旋转速度控制的旋转驱动;
直动引导装置,其对与上述凸轮辊一起进行直动运动的从动部件进行引导;以及
作用部,其安装于上述从动部件,
上述凸轮装置的特征在于,
形成上述凸轮的凸轮轮廓的凸轮面具有:在周向一端,上述凸轮轴因上述凸轮辊而不能向上述反方向旋转的旋转端;从该旋转端至周向另一端,上述凸轮辊能够抵接,且从该旋转端附近至上述周向另一端由单一的CV曲线构成的上述提升区域;以及形成在上述旋转端与上述周向另一端之间,且与上述凸轮辊非接触的不连续部。
(2)根据(1)所述的凸轮装置,其特征在于,
上述旋转驱动装置通过进行对上述凸轮轴进行正旋转、反旋转、旋转停止以及旋转速度控制的旋转驱动中的任一个,来实现具备提升工序、下降工序以及休止工序的凸轮曲线,
上述提升工序以及下降工序中的凸轮曲线特性通过控制上述凸轮辊通过由单一的CV曲线构成的上述提升区域时的、上述凸轮的旋转运动中的角速度以及角加速度来再现,
上述提升工序以及下降工序中的提升量通过上述凸轮的旋转运动中的旋转量来再现,
上述提升工序以及下降工序中的输出位移由上述凸轮的旋转运动中的旋转方向的位置来再现,
上述休止工序中的停止时间通过上述凸轮的停止时间来再现,
上述提升工序以及下降工序中的动作时间通过上述凸轮的旋转运动的时间来再现。
(3)根据(1)所述的凸轮装置,其特征在于,
为了实现具备提升工序、下降工序以及休止工序的凸轮曲线,上述旋转驱动装置具备控制上述旋转驱动装置的动作的控制部,以便进行对上述凸轮轴进行正旋转、反旋转、旋转停止及旋转速度控制的旋转驱动中的任一个,
上述控制部具有:
角速度/角加速度控制部,其为了再现上述提升工序以及下降工序中的凸轮曲线特性,而对上述凸轮辊通过由单一的CV曲线构成的上述提升区域时的、上述凸轮的旋转运动中的角速度以及角加速度进行控制;
旋转量控制部,其为了再现上述提升工序以及下降工序中的提升量,而对上述凸轮的旋转运动中的旋转量进行控制;
位置控制部,其为了再现上述提升工序以及下降工序中的输出位移,而对上述凸轮的旋转运动中的旋转方向的位置进行控制;
停止时间控制部,其为了再现上述休止工序中的停止时间,而对上述凸轮的停止时间进行控制;以及
运动时间控制部,其为了再现上述提升工序以及下降工序中的动作时间,而对上述凸轮的旋转运动的时间进行控制。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的凸轮装置,其特征在于,
在上述凸轮辊的支承轴或上述从动部件上还具备朝向上述凸轮轴对上述凸轮辊施力的按压弹簧。
(5)一种部件的制造装置,具备多个凸轮装置,该凸轮装置是(1)至(4)任一项中所述的凸轮装置,上述部件的制造装置的特征在于,
上述多个凸轮装置的上述凸轮能够通过各自的上述旋转驱动装置而分别驱动,
在上述多个凸轮装置中的至少一个凸轮装置使上述凸轮辊提升或下降时,上述多个凸轮装置中的其它至少一个凸轮装置能够通过上述多个凸轮装置的每个上述旋转驱动装置的驱动来实现使上述凸轮辊休止的状态。
(6)一种轴承的制造装置,具备多个凸轮装置,该凸轮装置是(1)至(4)任一项中所述的凸轮装置,上述轴承的制造装置的特征在于,
上述多个凸轮装置的上述凸轮能够通过各自的上述旋转驱动装置而分别驱动,
在上述多个凸轮装置中的至少一个凸轮装置使上述凸轮辊提升或下降时,上述多个凸轮装置中的其它至少一个凸轮装置能够通过上述多个凸轮装置的每个上述旋转驱动装置的驱动来实现使上述凸轮辊休止的状态。
(7)一种部件的制造方法,使用多个(1)至(4)任一项中所述的凸轮装置来制造部件,上述部件的制造方法的特征在于,
通过各个上述旋转驱动装置分别驱动上述多个凸轮装置的上述凸轮,
在上述多个凸轮装置中的至少一个凸轮装置使上述凸轮辊提升或下降时,上述多个凸轮装置中的其它至少一个凸轮装置能够通过上述多个凸轮装置的每个上述旋转驱动装置的驱动来实现使上述凸轮辊休止的状态。
(8)一种机械的制造方法,使用多个(1)至(4)任一项中所述的凸轮装置来制造机械,上述机械的制造方法的特征在于,
通过各个上述旋转驱动装置分别驱动上述多个凸轮装置的上述凸轮,
在上述多个凸轮装置中的至少一个凸轮装置使上述凸轮辊提升或下降时,上述多个凸轮装置中的其它至少一个凸轮装置能够通过上述多个凸轮装置的每个上述旋转驱动装置的驱动来实现使上述凸轮辊休止的状态。
(9)一种凸轮装置的小型化方法,该凸轮装置具备:
凸轮,其绕凸轮轴向正方向及反方向进行旋转运动;
凸轮辊,其通过该凸轮绕凸轮轴的旋转运动来进行直动运动;
旋转驱动装置,其对上述凸轮轴进行正旋转、反旋转、旋转停止以及旋转速度控制的旋转驱动;
直动引导装置,其对与上述凸轮辊一起进行直动运动的从动部件进行引导;以及
作用部,其安装于上述从动部件,
上述凸轮装置的小型化方法的特征在于,
形成上述凸轮的凸轮轮廓的凸轮面具有:在周向一端,上述凸轮轴因上述凸轮辊而不能向上述反方向旋转的旋转端;从该旋转端至周向另一端,上述凸轮辊能够抵接,且从该旋转端附近至上述周向另一端由单一的CV曲线构成的上述提升区域;以及形成在上述旋转端与上述周向另一端之间,且与上述凸轮辊非接触的不连续部,由此,能够使上述凸轮以及对该凸轮进行旋转驱动的上述旋转驱动装置小型化。
发明的效果
根据本发明的凸轮装置,能够使凸轮小型化,并且能够使机构的动作轮廓可变。
另外,根据本发明的部件的制造装置、轴承的制造装置以及部件的制造方法、机械的制造方法,能够使用该凸轮装置使装置整体小型化。
并且,根据本发明的凸轮装置的小型化方法,能够使凸轮以及旋转驱动装置小型化,也能够使凸轮装置整体小型化。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式所涉及的凸轮装置的立体图。
图2是图1所示的凸轮装置的凸轮的侧视图。
图3是将以往的凸轮与图1所示的凸轮进行比较而示出的立体图。
图4是表示图1所示的凸轮装置的凸轮辊的输出位移的凸轮线图。
图5是表示通过凸轮装置进行的凸轮辊的输出位移的另一凸轮线图。
图6(a)是表示提供图5中的另一凸轮线图的以往的其他凸轮的侧视图,图6(b)是表示提供图5中的另一凸轮线图的本实施方式的其他凸轮的侧视图。
图7(a)~(c)是分别表示图5所示的另一凸轮线图中的输出位移、凸轮的角速度以及角加速度的图表。
图8是表示使用了图1的凸轮装置的轴承的制造装置的立体图。
图9是表示以往的轴承的制造装置的立体图。
具体实施方式
以下,基于附图对本发明的一个实施方式所涉及的凸轮装置进行详细说明。
如图1及图2所示,本实施方式的凸轮装置10具备:凸轮20,其绕凸轮轴22向正方向及反方向进行旋转运动,并与该凸轮轴22一体地安装;凸轮辊30,其通过该凸轮20绕凸轮轴22的旋转运动来进行直线运动;以及旋转驱动装置M,其对凸轮轴22进行正旋转、反旋转、旋转停止、以及旋转速度控制的旋转驱动。凸轮装置10还具备:直动引导装置40,其对与凸轮辊30一起进行直动运动的从动部件50进行引导;作用部60,其安装于从动部件50;以及按压弹簧61,其安装于从动部件50,朝向凸轮轴22对凸轮辊30施力。
旋转驱动装置M固定于固定部件53,旋转驱动装置M的驱动轴贯通固定部件53的未图示的孔,与凸轮轴22以能够一体旋转的方式连结。
另外,如图2所示,形成凸轮20的凸轮轮廓的凸轮面21在周向的一部分上具有与凸轮辊30非接触的不连续部27并且形成于外周上。具体而言,凸轮面21具有:在周向一端,凸轮轴22因凸轮辊30而不能向反方向(图2中的顺时针方向)旋转的旋转端28;从该旋转端28至周向另一端,凸轮辊30能够抵接,且从该旋转端28附近至周向另一端由单一的CV曲线构成的提升区域25;以及形成在旋转端28与周向另一端之间,且与凸轮辊30非接触的不连续部27。另外,凸轮面21的周向另一端成为在凸轮辊30与该周向另一端抵接的状态下允许凸轮轴22向正方向(图2中的逆时针方向)旋转的开放端29。另外,不连续部27形成于周向一端的旋转端28与周向另一端的开放端29之间。
另外,在本实施方式中,旋转端28具有沿着凸轮辊30的外周面的圆弧形状。
另外,在以后的说明中,将凸轮轴22向正方向(逆时针方向)旋转的情况设为正旋转,将向反方向(顺时针方向)旋转的情况设为反旋转。
由于提升区域25由单一的CV曲线构成,因此从凸轮轴22的中心O起的半径(距离)R从旋转端28附近至周向另一端(开放端29)逐渐变大。本实施方式的凸轮20即提升区域25从旋转端28至开放端29在分配角θ的范围内被分配。由此,提升区域25中的压力角变小,如图3所示,与以往的凸轮装置中使用的凸轮板103相比,凸轮20被大幅度地小型化。
并且,在本实施方式中,旋转端28处的压力角α被设定为90°,不连续部27与凸轮辊30进行直线运动的方向平行地形成。
另外,旋转端28处的压力角α是指旋转端28处的凸轮辊30与不连续面相接的压力角,具体而言,表示凸轮辊30所接触的凸轮面的法线与凸轮辊30的行进方向所成的角度。
旋转驱动装置M是能够进行正旋转、反旋转、旋转停止、以及旋转速度控制的马达,例如由伺服马达、脉冲马达等构成。旋转驱动装置M与凸轮轴22连接,通过控制部1来对凸轮20进行正旋转、反旋转、旋转停止以及旋转速度控制。
因此,在本实施方式的凸轮装置10中,仅提升量由凸轮轮廓提供,例如图4所示的凸轮曲线的休止工序S1、S3、S5、提升工序S2、以及下降工序S4则通过由旋转驱动装置M控制的凸轮20的旋转来提供。即,在提升区域25上通过使凸轮20停止来形成休止工序S1、S3、S5,通过凸轮20的正旋转来形成提升工序S2,通过凸轮20的反旋转来形成下降工序S4。
另外,提升工序S2以及下降工序S4的凸轮曲线特性通过利用旋转驱动装置M来控制凸轮20的旋转运动中的角速度、角加速度来再现。例如,图4所示的提升工序S2以及下降工序S4中的MS(Modified Sine)曲线的凸轮曲线特性通过控制通过由凸轮20的单一的CV曲线构成的提升区域25时的凸轮20的角速度、角加速度来再现。另外,通过加快凸轮20的旋转速度,位移速度变快(陡坡),通过减慢凸轮20的旋转速度,位移速度变慢(缓坡)。
提升工序S2以及下降工序S4的提升量能够根据旋转驱动装置M所产生的凸轮20的旋转量而任意地变更。即,在具有多个提升工序以及多个下降工序的凸轮曲线的情况下,各提升工序中的提升量与各下降工序中的提升量不同的凸轮曲线也能够设定。但是,提升工序中的合计提升量与下降工序中的合计提升量需要设为相同的提升量。另外,提升量的上限受提升区域25的最大提升量限制。
并且,提升工序S2以及下降工序S4中的输出位移由凸轮20的旋转运动中的旋转方向的位置来再现,另外,提升工序S2以及下降工序S4的动作时间由凸轮20的旋转运动的时间来再现。
关于休止工序S1、S3、S5的位置(相位)以及次数,通过设定提升区域25上的凸轮20的停止位置以及停止次数,能够在任意的位置设定任意次数的休止工序。另外,休止工序S1、S3、S5的停止时间通过设定凸轮20的停止时间来再现。由此,在提升工序和下降工序中,图案(位置以及长度)不同的休止工序也能够容易地设定。
另一方面,在以往的凸轮轴以恒定速度向一个方向旋转的凸轮板103的情况下,提升工序以及下降工序中的凸轮曲线特性、提升量由凸轮板103的凸轮面的轮廓来提供,输出位移由凸轮辊所通过的位置来再现。另外,休止工序的停止时间、提升工序以及下降工序的动作时间由提升区域、下降区域、以及停留区域的各分配角来提供。
因此,控制旋转驱动装置M的动作的控制部1具有角速度/角加速度控制部、旋转量控制部、位置控制部、停止时间控制部以及运动时间控制部来发挥功能。角速度/角加速度控制部为了再现提升工序S2以及下降工序S4中的凸轮曲线特性,而对凸轮辊30通过由单一的CV曲线构成的提升区域25时的、凸轮20的旋转运动中的角速度以及角加速度进行控制。旋转量控制部为了再现提升工序S2及下降工序S4中的提升量,而对凸轮20的旋转运动中的旋转量进行控制。位置控制部为了再现提升工序S2及下降工序S4中的输出位移,而对凸轮20的旋转运动中的旋转方向的位置进行控制。停止时间控制部为了再现休止工序S1、S3、S5中的停止时间,而对凸轮20的停止时间进行控制。运动时间控制部为了再现提升工序S2以及下降工序S4中的动作时间,而对凸轮20的旋转运动的时间进行控制。
另外,图5所示的另一凸轮曲线也能够使用图6(b)所示的本实施方式的凸轮20a代替图6(a)所示的以往的凸轮板103a来再现。
即,以恒定速度进行正旋转的图6(a)的凸轮板103a与图5的凸轮曲线一并地依次形成第一停留区域111、提供MCV(Modified Constant Velocity)曲线的第一提升区域112、第二停留区域113、提供MS(Modified Sine)曲线的第二提升区域114、第三停留区域115、提供MS曲线的第一下降区域116、第四停留区域117、提供MCV曲线的第二下降区域118,成为闭合曲线。
然后,通过使板凸轮103a旋转,从而第一停留区域111形成第一休止工序S11和第五休止工序S19,第一提升区域112形成第一提升工序S12,第二停留区域113形成第二休止工序S13,第二提升区域114形成第二提升工序S14,第三停留区域115形成第三休止工序S15。另外,第一下降区域116形成第一下降工序S16,第四停留区域117形成第四休止工序S17,第二下降区域118形成第二下降工序S18。
另一方面,图6(b)所示的本实施方式的凸轮20a由旋转端28、由单一的CV曲线构成的提升区域25、以及不连续部27构成,比以往的凸轮103a小。即使在使用这样的凸轮20a的情况下,通过利用旋转驱动装置M进行对凸轮20a进行了正旋转、反旋转、旋转停止、以及旋转速度控制的旋转驱动,也能够再现具备图5所示的第一及第二提升工序S12、S14、第一及第二下降工序S16、S18、以及第一至第五休止工序S11、S13、S15、S17、S19的凸轮曲线。
即,如图7所示,提供MCV曲线的第一提升工序S12、提供MS曲线的第二提升工序S14、提供MS曲线的第一下降工序S16、提供MCV曲线的第二下降工序S18,在凸轮20a的正旋转时、反旋转时,通过凸轮辊30通过由CV曲线构成的凸轮20a的提升区域25时的、凸轮20a的旋转运动中的角速度、角加速度的控制来提供。
另外,凸轮辊30的提升量能够通过凸轮20a的旋转运动时的旋转量来再现。并且,凸轮辊30的位置能够通过凸轮20a的旋转方向的位置来提供。另外,各休止工序S11、S13、S15、S17、S19的停止时间能够通过凸轮20a的停止时间来再现。此外,第一及第二提升工序S12、S14、第一及第二下降工序S16、S18的提升的时间能够通过凸轮20a的旋转运动的时间来提供。
凸轮辊30可旋转地支承在从动部件50上,通过凸轮20的旋转运动来进行直线运动,从而上下方向上联动地驱动从动部件50和作用部60。
直动引导装置40具备:导轨41,其安装于用于固定旋转驱动装置M的固定部件53;以及滑块42,其安装于与凸轮辊30一起进行直动运动的从动部件50。
因此,从动部件50通过将安装有凸轮辊30、按压弹簧61的面51和安装有滑块42的面52折弯而形成,在面51上形成有切口51a,以避免在凸轮20进行旋转运动时与凸轮面21之间的干涉。
另外,按压弹簧61也可以直接安装于凸轮辊30的支承轴30a。另外,本实施方式的凸轮装置10的配置能够根据装置的形状、大小而适当变更,马达配置也可以根据需要而使用齿轮、带等进行调整。
如上所述,本实施方式的凸轮装置10通过凸轮20往复旋转,将往复旋转转换为凸轮辊30的直动运动。此时,凸轮20不会使凸轮辊30越过不连续部27而旋转。另外,这里所说的直动运动并不限定于本实施方式那样的凸轮辊30的直动运动,还包括以与凸轮辊30连接的连杆的另一端为中心的凸轮辊30的摆动运动。
如上所述,本实施方式的凸轮装置10由于提升工序S2以及下降工序S4通过同一提升区域25中的正旋转以及反旋转形成,所以与以往的凸轮装置相比,能够增大提升区域25的分配角θ。由此,能够减小提升区域25中的压力角而实现顺畅的动作,并且能够使凸轮装置10小型化。
在此,将图8所示的本实施方式的凸轮装置10配置为多个(在本实施方式中为六台),对具有六个集中的作用部61的轴承的制造装置70与图9所示的以往的轴承的制造装置100进行比较说明。
在图9所示的以往的轴承的制造装置100中,作为一例,凸轮板103以提升量为12mm的MCV曲线进行单一的上行、下行的动作。分配角在第一提升区域为30°,在第二提升区域为25°,凸轮轴22的直径为φ28mm,凸轮辊30的直径为φ16mm。另外,凸轮板103的半径被设计为87.5mm,压力角被设计为约30°。
与此相对,在进行同样的动作的本实施方式的凸轮装置10中,在凸轮20上,遍及315°的分配角θ仅加工有一个提升12mm的CV曲线。CV曲线的提升区域25的两侧仅有为了加工而稍微连续的CV曲线的延长部分、不连续部27以及旋转端28。
凸轮20与由伺服马达构成的旋转驱动装置M连接,在以往的凸轮辊30通过凸轮板103的停留区域的时机,使凸轮轴22停止。另外,在以往的以分配角30°和25°设置的第一及第二提升区域的时机,以分配时间相等的方式使其通过分配角θ为315°的提升区域25。此时,在以往,通过使凸轮轴22向正方向及反方向反转而使其通过提升区域25,从而再现提升以及下降。
根据该构造,在以往,凸轮板103的最大半径为87.5mm,与此相对,在本实施方式中,凸轮20的半径R最大为28mm,得到了大幅度的小型化。此时,压力角α只不过为6°,如果允许凸轮轴22的直径变细,则还能够进一步小型化。
另外,如本实施方式那样,在将凸轮装置10集中为具有多个作用部61的制造装置70的情况下,凸轮轴22的旋转驱动装置M由于每个凸轮20的旋转各不相同,因此,与一次使所有的凸轮旋转的以往的驱动马达105相比,尽管台数增加,但各自均为小型。另外,由于不需要使凸轮20集合在一处,所以如果在作用部61的附近配置凸轮20以及旋转驱动装置M的话,则也不需要中间的连杆机构或者能够使其变小。各个作用部61的连动通过各凸轮20的旋转驱动装置M的连动运转来实现。
另外,多个旋转驱动装置M也可以分别以不同的旋转速度旋转。
因此,例如,在多个凸轮装置10中的至少一个凸轮装置10使凸轮辊30提升或下降时,多个凸轮装置10中的其它至少一个凸轮装置10能够通过多个凸轮装置10的每个旋转驱动装置M的驱动来实现使凸轮辊30休止的状态。
这样,本实施方式的凸轮装置10能够极大地增大相对于提升区域25的分配角θ,与凸轮面为连续的闭合轨道的以往的板凸轮20的机构相比,能够使凸轮20大幅度地小型化。即,本实施方式的凸轮装置10兼具使凸轮装置10小型化的功能和使提升区域25中的压力角变小而使动作顺畅的功能。并且,通过变更凸轮20的旋转速度,使凸轮轮廓可变。
另外,为了集中配置多个作用部61,本实施方式的多个凸轮装置10在凸轮辊30的移动方向(上下方向)上重叠,并且在与凸轮轴22的轴向以及凸轮辊30的移动方向正交的方向上错开配置,从而能够极其紧凑地配置。
另外,这样的轴承的制造装置100例如适合用于滚珠轴承0的滚珠的组装工序。
如以上说明的那样,本实施方式的凸轮装置10具备:凸轮20,其绕凸轮轴22向正方向及反方向进行旋转运动;凸轮辊30,其通过该凸轮20绕凸轮轴22的旋转运动来进行直动运动;旋转驱动装置M,其对凸轮轴22进行正旋转、反旋转、旋转停止、以及旋转速度控制的旋转驱动;直动引导装置40,其对与凸轮辊30一起进行直动运动的从动部件50进行引导;以及作用部60,其安装于从动部件50。并且,形成凸轮20的凸轮轮廓的凸轮面21具有:在周向一端,凸轮轴22因凸轮辊30而不能向反方向旋转的旋转端28;从该旋转端28至周向另一端,凸轮辊30能够抵接,且从该旋转端28附近至周向另一端由单一的CV曲线构成的提升区域25;以及形成在旋转端28与周向另一端之间,且与上述凸轮辊30非接触的不连续部。由此,与进行同样的动作的以往的凸轮板103相比,能够大幅度地小型化,并且包含直动引导装置40的凸轮装置整体也能够小型化。另外,通过旋转驱动装置M,能够使凸轮20所进行的动作的轮廓可变。
另外,由于在凸轮辊30或从动部件50上还具备朝向凸轮轴22对凸轮辊30施力的按压弹簧61,因此能够提供稳定的凸轮辊30的动作。
并且,本实施方式的轴承的制造装置70以及制造方法具备多个凸轮装置10,多个凸轮装置10的凸轮20能够通过各自的旋转驱动装置M分别驱动。而且,轴承的制造装置70以及制造方法在多个凸轮装置10中的至少一个凸轮装置10使凸轮辊30提升或者下降时,多个凸轮装置10中的其它至少一个凸轮装置10能够通过多个凸轮装置10的每个旋转驱动装置M的驱动来实现使凸轮辊30休止的状态。因此,即使在使多个作用部61取得同步的同时联动的情况下,也能够使凸轮20小型化,进而也能够使制造装置70整体小型化。
另外,本发明并不限定于前述的各实施方式,能够适当地进行变形、改良等。
例如,作为使用了凸轮装置10的制造装置以及制造方法,不限于轴承的制造装置以及制造方法,也能够应用于部件、机械的制造装置以及制造方法、即电动动力转向装置等车辆的部件的制造、各种机械(不限动力)的部件的制造、电气部件的制造。
另外,本申请基于2019年5月7日申请的日本专利申请(日本特愿2019-87612),其内容作为参照引用于本申请中。
符号的说明
10—凸轮装置,20—凸轮,21—凸轮面,22—凸轮轴,25—提升区域,27—不连续部,28—旋转端,30—凸轮辊,S1、S3、S5—休止工序,S2—提升工序,S4—下降工序,α—旋转端的压力角,θ—分配角。
Claims (9)
1.一种凸轮装置,具备:
凸轮,其绕凸轮轴向正方向及反方向进行旋转运动并与该凸轮轴一体地安装;
凸轮辊,其通过该凸轮绕凸轮轴的旋转运动来进行直动运动;
旋转驱动装置,其对上述凸轮轴进行正旋转、反旋转、旋转停止以及旋转速度控制的旋转驱动;
直动引导装置,其对与上述凸轮辊一起进行直动运动的从动部件进行引导;以及
作用部,其安装于上述从动部件,
上述凸轮装置的特征在于,
形成上述凸轮的凸轮轮廓的凸轮面具有:在周向一端,上述凸轮轴因上述凸轮辊而不能向上述反方向旋转的旋转端;从该旋转端至周向另一端,上述凸轮辊能够抵接,且从该旋转端附近至上述周向另一端由单一的CV曲线构成的提升区域;以及形成在上述旋转端与上述周向另一端之间,且与上述凸轮辊非接触的不连续部。
2.根据权利要求1所述的凸轮装置,其特征在于,
上述旋转驱动装置通过进行对上述凸轮轴进行正旋转、反旋转、旋转停止以及旋转速度控制的旋转驱动中的任一个,来实现具备提升工序、下降工序以及休止工序的凸轮曲线,
上述提升工序以及下降工序中的凸轮曲线特性通过控制上述凸轮辊通过由单一的CV曲线构成的上述提升区域时的、上述凸轮的旋转运动中的角速度以及角加速度来再现,
上述提升工序以及下降工序中的提升量通过上述凸轮的旋转运动中的旋转量来再现,
上述提升工序以及下降工序中的输出位移由上述凸轮的旋转运动中的旋转方向的位置来再现,
上述休止工序中的停止时间通过上述凸轮的停止时间来再现,
上述提升工序以及下降工序中的动作时间通过上述凸轮的旋转运动的时间来再现。
3.根据权利要求1所述的凸轮装置,其特征在于,
为了实现具备提升工序、下降工序以及休止工序的凸轮曲线,上述旋转驱动装置具备控制上述旋转驱动装置的动作的控制部,以便进行对上述凸轮轴进行正旋转、反旋转、旋转停止以及旋转速度控制的旋转驱动中的任一个,
上述控制部具有:
角速度/角加速度控制部,其为了再现上述提升工序以及下降工序中的凸轮曲线特性,而对上述凸轮辊通过由单一的CV曲线构成的上述提升区域时的、上述凸轮的旋转运动中的角速度以及角加速度进行控制;
旋转量控制部,其为了再现上述提升工序以及下降工序中的提升量,而对上述凸轮的旋转运动中的旋转量进行控制;
位置控制部,其为了再现上述提升工序以及下降工序中的输出位移,而对上述凸轮的旋转运动中的旋转方向的位置进行控制;
停止时间控制部,其为了再现上述休止工序中的停止时间,而对上述凸轮的停止时间进行控制;以及
运动时间控制部,其为了再现上述提升工序以及下降工序中的动作时间,而对上述凸轮的旋转运动的时间进行控制。
4.根据权利要求1至3任一项中所述的凸轮装置,其特征在于,
在上述凸轮辊的支承轴或上述从动部件上还具备朝向上述凸轮轴对上述凸轮辊施力的按压弹簧。
5.一种部件的制造装置,具备多个凸轮装置,该凸轮装置是权利要求1至4任一项中所述的凸轮装置,上述部件的制造装置的特征在于,
上述多个凸轮装置的上述凸轮能够通过各自的上述旋转驱动装置而分别驱动,
在上述多个凸轮装置中的至少一个凸轮装置使上述凸轮辊提升或下降时,上述多个凸轮装置中的其它至少一个凸轮装置能够通过上述多个凸轮装置的每个上述旋转驱动装置的驱动来实现使上述凸轮辊休止的状态。
6.一种轴承的制造装置,具备多个凸轮装置,该凸轮装置是权利要求1至4任一项中所述的凸轮装置,上述轴承的制造装置的特征在于,
上述多个凸轮装置的上述凸轮能够通过各自的上述旋转驱动装置而分别驱动,
在上述多个凸轮装置中的至少一个凸轮装置使上述凸轮辊提升或下降时,上述多个凸轮装置中的其它至少一个凸轮装置能够通过上述多个凸轮装置的每个上述旋转驱动装置的驱动来实现使上述凸轮辊休止的状态。
7.一种部件的制造方法,使用权利要求1至4任一项中所述的凸轮装置来制造部件,上述部件的制造方法的特征在于,
通过各个上述旋转驱动装置分别驱动上述多个凸轮装置的上述凸轮,
在上述多个凸轮装置中的至少一个凸轮装置使上述凸轮辊提升或下降时,上述多个凸轮装置中的其它至少一个凸轮装置能够通过上述多个凸轮装置的每个上述旋转驱动装置的驱动来实现使上述凸轮辊休止的状态。
8.一种机械的制造方法,使用权利要求1至4任一项中所述的凸轮装置来制造机械,上述机械的制造方法的特征在于,
通过各个上述旋转驱动装置分别驱动上述多个凸轮装置的上述凸轮,
在上述多个凸轮装置中的至少一个凸轮装置使上述凸轮辊提升或下降时,上述多个凸轮装置中的其它至少一个凸轮装置能够通过上述多个凸轮装置的每个上述旋转驱动装置的驱动来实现使上述凸轮辊休止的状态。
9.一种凸轮装置的小型化方法,该凸轮装置具备:
凸轮,其绕凸轮轴向正方向及反方向进行旋转运动;
凸轮辊,其通过该凸轮绕凸轮轴的旋转运动来进行直动运动;
旋转驱动装置,其对上述凸轮轴进行正旋转、反旋转、旋转停止以及旋转速度控制的旋转驱动;
直动引导装置,其对与上述凸轮辊一起进行直动运动的从动部件进行引导;以及
作用部,其安装于上述从动部件,
上述凸轮装置的小型化方法的特征在于,
形成上述凸轮的凸轮轮廓的凸轮面具有:在周向一端,上述凸轮轴因上述凸轮辊而不能向上述反方向旋转的旋转端;从该旋转端至周向另一端,上述凸轮辊能够抵接,且从该旋转端附近至上述周向另一端由单一的CV曲线构成的提升区域;以及形成在上述旋转端与上述周向另一端之间,且与上述凸轮辊非接触的不连续部,由此,能够使上述凸轮以及对该凸轮进行旋转驱动的上述旋转驱动装置小型化。
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